图 8 混合控制燃烧阶段的概念模型
重要的是要注意，在预混燃烧结束时，烟灰会突然出现在从燃料蒸汽/空气混合物区域到反应区域过渡的薄区域中。在这个位置，已经形成了一种静止的富含燃料的预混合火焰，它部分地消耗了由蒸发的液体射流产生的燃料-空气混合物。这种富集的预混火焰的产物主要是：H 2、水、CO 2、CO、甲烷、烟灰前体和较小的燃料碎片。这个薄火焰区的能量释放主要是由于水的形成，它产生了大约 1600 K 的温度。
围绕燃烧射流的薄扩散火焰在站立的预混合火焰的上游延伸。扩散火焰鞘的最上游范围与燃料喷射器喷嘴之间的距离称为升空长度。升空长度——一个决定浓预混火焰空燃比的关键参数——会对燃烧过程中的排放物形成产生深远的影响。这将在柴油喷雾形成和混合下进一步讨论。
在升空长度的上游，液体燃料射流的温度通过与热空气混合而从约 350 K 的喷射温度上升到约 650 K 的温度。当它进入被包围的升空长度下游区域时通过扩散火焰，部分燃烧的再循环产物被夹带到射流中，进一步将温度提高到约 825 K。
喷射结束后，在燃烧过程中较早形成的大部分烟灰已被射流外围的 OH 自由基攻击氧化。在喷射器关闭时，离开喷射器的最后燃料量的速度会显着降低，并且离开喷射器的最后燃料中的一些可能难以到达燃料射流的前缘。它可能不能很好地雾化并且混合可能很差，从而导致碳烟形成，这可能会优先导致排气管碳烟排放。
还应注意，在注射结束后，会形成一个夹带增加的区域。这种现象被称为“夹带波”，以两倍于初始射流传播速度向下游传播。夹带波将混合增加多达三倍，并导致（i）过度混合区域和（ii）喷射器附近混合物的快速停滞，（iii）碳烟形成开始位置的空间变化， (iv) 喷射结束后碳烟氧化增加，(v) 短时间喷射的渗透减少，以及 (vi) 蒸发燃料喷雾的液体部分的分离、后退和分裂。喷射结束时喷射速率的更快下降会产生更强的夹带波，从而更快地在喷射器附近形成更稀薄的混合物。
从开始到结束的整个热量释放过程在视频 1 中进行了总结，该视频显示了燃烧燃料喷雾中碳烟颗粒的自然光度（相同的燃烧事件以不同的速度播放两次）。
6．燃烧产生的噪音发动机产生的噪音有很多来源。发动机噪音的一些重要来源包括：燃烧过程、气门机构、活塞、齿轮系以及进气和排气流。燃烧是大多数自然吸气直喷柴油发动机的主要噪声源。在涡轮增压柴油发动机中，燃烧噪声在高速和高负载稳态条件下不太占主导地位，但在怠速、轻载或加速时会变得占主导地位。
燃烧噪声与最大气缸压力梯度（压力升高率）有关，图 9 。在柴油发动机中，这通常发生在预混燃烧阶段。直接受点火延迟持续时间控制的高气缸压力梯度的持续时间也有影响。在柴油机燃烧中，最大气缸压力梯度足够高，以引起气缸体结构振动并发出噪音的振荡冲击波。
图 9 最大放热率对燃烧噪声的影响
最大放热率和最大气缸压力梯度（压力升高率）相关
区分柴油发动机中的稳态和瞬态发动机噪声非常重要。瞬态噪声可以超过稳态满载噪声高达 6 dB(A)。差异主要受点火延迟差异的影响。如果车辆在一段时间的怠速或低负载运行后加速，则加速期间的噪声将由于较长的点火延迟和导致较高的气缸压力梯度而高于稳态条件下遇到的噪声。较长的点火延迟可能由多种因素引起，包括：较低的进气温度、由于涡轮增压器滞后导致的较低增压压力、较低的燃烧室壁温和更先进的动态喷射正时。因此，瞬态发动机噪声取决于瞬态事件之前的发动机运行状态 。
虽然最大气缸压力梯度是影响燃烧噪声的主要因素，但存在燃烧噪声与最大气缸压力梯度之间的相关性较差的情况。在非常紧密耦合的引燃喷射的情况下观察到了一个这样的例子。在这种情况下，来自引燃喷射量和主喷射量的压力波相互干扰并部分相互抵消。
